清华大学出版社抗震结构与抗震设计第一章

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(1)地壳:各种结构不均匀厚薄不一岩石组成。 陆地:沉积层,花岗岩层、玄武岩层平均厚度30 ~40km。 海洋:玄武岩岩层,平均厚度5~8km。
世界上绝大部分的地震都发生在这一薄薄的 地壳内。
§1.1 地震与地震动
(2)地幔:主要由质地坚硬的橄榄岩组成,厚 约2900Km 。 上地幔:40~70km岩石层,和地壳形成岩石圈; 下地幔:软流层,粘弹性物质,岩浆。 (3)地核:地球的核心,主要构成物质是镍、 铁,平均半径厚约3500km 外核:厚约2100km,液态; 内核:半径厚1400km,固态。地震观测发现: 地震横波不能通过外核(即不能通过液体)。 目前观测到的最深地震700km,地震仅发生在 地壳和地幔上部。
合部类型主要有:海岭、海沟、转换断层及缝合线。
板块分布示意图
断层破裂回跳-地震成因的局部机制
弹性回跳说是本世纪初由里德提出的。这一假说最
初是根据1906年旧金山 8.3级大地震前后横跨圣安 德烈斯断层的一些测标位移实测数据而得出的结论。 这一跨越半个多世纪的测量发现:在断层两侧,测 点一直在缓慢地移动,而在大地震后的复测发现: 测线沿断层出现了最大断距达6.4m的错动。
5
门窗、屋顶、屋架颤动作 响,灰土掉落。抹灰出现 微细裂缝 损坏——个别砖瓦掉落、 墙体微细裂缝 轻度破坏——局部破坏开 裂,但不妨碍使用 中等破坏——结构受损, 需要修理 严重破坏——墙体龟裂, 局部倒塌,修复困难 倒塌——大部倒塌,不堪 修复 毁灭
不稳定器物翻倒
6 7 8 9
河岸和松软土出现裂缝。饱和砂层出现喷砂冒水。 地面上有的砖烟囱轻度裂缝掉头 河岸出现坍方。饱和砂层常见喷砂冒水。松软土上 地裂缝较多。大多数砖烟囱中等破坏 干硬土上亦有裂缝。大多数砖烟囱严重破坏
二、 地震烈度 1.定义及影响因素
一次地震对某一地区的影响和破坏程度称地震烈度, 简称为烈度。用I表示。 一般而言,震级越大,烈度就越大。同一次地震,震 中距小烈度就高,反之烈度就低。影响烈度的因素,除了 震级、震中距外,还与震源深度、地质构造和地基条件等 因素有关。
2.地震烈度表
地震烈度表是评定烈度的标准和尺度。 我国在2008年制定了新的《中国地震烈度表》。 《中国地震烈度表》将地震烈度分为1-12度。
建筑结构抗震设计
Seismic Design of Building Structures
教材:
建筑结构抗震设计
作 者:
出版社: ISBN:
张玉敏、苏幼坡、韩建强 主编
清华大学出版社
建筑结构抗震设计
第一章 地震基础知识与建筑抗震设防 第二章 场地、地基和基础 第三章 结构地震反应分析与抗震计算
第四章 多高层钢筋混凝土房屋抗震设计
一般房屋
其它现象
加速度
m m/ s 2
速度
mm / s
门、窗轻微作响 门、窗作响
悬挂物微动 悬挂物明显摆动,器皿作响
个别:10%以下 少数:10%——50% 多数:50%——70% 大多数:70%——90% 普遍:90%以上
31 (22-44) 63 (45-89) 125 (90-177) 250 (178353) 500 (354707) 1000 (7081414) 3 (2-4) 6 (5-9) 13 (10-18) 25 (19-35) 50 (36-71) 100 (72-141)
地震与地震动 地震活动与地震分布 地震的破坏作用 建筑结构的抗震设防 建筑结构抗震概念设计
地震是一种自然现象,地球上每天都在发生地震, 一年约有500万次。其中约5万次人们可以感觉到;能造 成破坏的约有1000次; 7级以上的大地震平均一年有十 几次。目前记录到的世界上最大地震是 8.9级,发生于 1960年5月22日的智利地震。 国内外大量震害表明,采用合理的抗震设防标准,抗 震设计方法和构造措施,是当前减轻地震灾害的最有效 措施。
然隐藏在蒙昧之中,而且可能永远如此,因为这
种剧烈的震动起源于地球深部,远远处于人类所
能进行观察的范围之下。”
然而今天,地震学中变形介质的方程已把地震中多半
属于定性揣测的领域与定量分析的领域分离开来了。 地震学在许多方面已经发展成为最严谨的学科之一。
地震成因
关于地震成因的研究已有近百年的历史。早期的地震成
1.1.3 地震波
地震波是地震发生时由震源地方的岩石破裂产生的弹性波。
地震波分为体波和面波。 体波 横波(S波)
纵波(P波)
横波特点:周期长、振幅大、 波速慢,100-800m/s 纵波特点:周期短,振幅小, 波速快,200-1400m/s 瑞利波
面波
乐甫波
杂波 S波开始 面波开始
面波比体波衰减慢、振幅大、 周期长、传播远。建筑物破坏 主要由面波造成。
举例说明:台湾地处欧亚大陆板块与菲
律宾海板块推挤交界处。菲律宾板块每 年皆有位移7cm。921地震使断层东侧约 15km宽的地块向西北方向推移,其最大 水平位移为9.06m,最大垂直位移为 9.80m
按震源深浅分类
浅源地震——震源深度小于60千米的称为浅源地震。 全世界85%以上的地震都是浅源地震。 中源地震——震源深度在60至300千米的称为中源地震。 深源地震——震源深度在300千米以上的称为深源地震。 目前有记录的最深震源达720公里。 浅源地震波及范围小,但破坏力大;深源地震波及范 围大,但破坏力小。 2002年6月29日晨1:20发生于吉林的7.2级地震,震源 深度为540km,无破坏。 1960年2月29日发生于摩洛哥艾加迪尔城的5.8级地震, 深度为3km。震中破坏极为严重,但破坏仅局限在震中8km内。
大多数人仓皇逃出
因说倾向于断层破裂学说,近期的观点则侧重于板块观 点。事实上,两者并无本质矛盾,而是地震成因的宏观 背景与局部机制两个不同层次。
板块理论认为,地球被几块坚硬的板块覆盖着,这些板
块之间相互作用是地震产生的根源。
地震成因 板块构造运动学说-地震成因的宏观背景
20世纪初,魏格纳提出了大陆漂移学说。它为后来板块
构造学说的诞生与发展提供了启迪与基础。60年代初,
美国地质学家以海底扩张学为基础,提出了板块构造学 说的雏型。 1968 年,他们依据大量研究成果对全球岩
石圈的板块进行了初步划分,正式形成了板块构造这一
名称。
板块构造学说认为,地壳和上地漫顶部厚约 70—
100km的岩石组成了全球岩石圈。全球岩石圈可以 划分为若干大小的板块。根据板块构造学说,全球 岩石圈被分为六大板块,即欧亚板块、太平洋板块、 美洲板块、非洲板块、印澳板块和南极板块。各大 板块之内还可以划分为较小的板块。板块之间的接
学习本门课要达到如下目的
1. 掌握抗震的基本知识、基本理论、基本技能,了解抗震 设计的一般规律; 2. 培养运用规范、标准,查阅技术资料的能力和抗震计算 能力;
3. 了解结构抗震设计的新理论、新方法及抗震理论、方法 的发展趋势。
第一章 地震基础知识
与建筑抗震设防
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
近年来全球8级及8级以上地震一览表
1995
1996 1997
2次
1次 0次
2004 2次
2005 1次 2006 1次
1998
1999 2000
1次
0次 1次
2007 4次
2008 1次 2008 1次
2001
2002 2003
1次
0次 1次
2009 1次
2010 1次 2011 1次
地球上频繁的地震活动是客观存在!
二者的区别和联系
震级和烈度是两个不同的概念,它既有区别又有联系,一般震级越大, 烈度越高。但是,同一震级的地震,由于震源深度、离震中的距离,以及 地质条件不同,地面遭受破坏和影响的程度——烈度,也就不一样,一般 离震中越远烈度越小。一次地震只有一个震级,因为震级是表示一次地震 释放能量的多少,而一次地震释放多少能量则是一定的。至于一次地震在 各地表现出来的不同影响,应该用不同的地震烈度来表示,而不能说是震 级有了变化。譬如说1976年7月28日河北唐山地震是7.8级,北京受到的影 响当然小些,这只能说是北京和唐山烈度有所不同,而不能说唐山震级是 7.8级.北京震级是5级或6级。震级和烈度各有自己的标准,不能混为一谈。 现在一般都把震级的标准称为级,烈度的标准称为度,以示二者的区别。 但也有的书报中都称为级,这是弄错了的,实际上是两回事。 震级与震中烈度对应关系(参考) 震 级 震中烈度 2 1~2 3 3 4 4~5 5 6~7 6 7~8 7 9~10 8 11 >8 12
3.按震级的地震分类
微震--- 2级以下。 有感地震--- 2-4级 破坏性地震--- 5级以上 强烈地震--- 7级以上 人感觉不到 人有感觉 有破坏 有破坏
特大地震--- 8级以上
有破坏
由于震源深浅、震中距大小等不同,地震造成 的破坏也不同。震级大,破坏力不一定大;震级小, 破坏力不一定就小。
在工程抗震设计中仅考虑构造地震的设防问题
1.2.2 地震类型和成因
天然地震 ---天然地震包括构造地震、火山地震、陷落地震
地震
人工地震
构造地震
92%的地震发生在 地壳中, 其余的发 生在地幔上部
破坏性地震主要属于构造地震。据统计,构造地震约 占世界地震总数的90%以上。
地震成因
在 1887 年 G.Hartwig 曾写道:“地震的原因仍
灾害名称 死亡人数 (万人)
地 震 180
飓 风 110
海 啸 30
火 山 爆 发 9.6
山 体 滑 坡 4.5
摘自:米歇尔.巴哈尔<当地球发起攻击>
美国<大众科学>月刊2005年6月号
地震是群灾之首
§1.1 地震与地震动
1.1.1 地球的构造
地球是一个半径约为6400km的椭圆球体,由三 层不同的物体组成。
第五章 多层砌体房屋抗震设计
第六章 多高层钢结构抗震设计
第七章 隔震与消能减震及非结构构件抗震设计
建筑结构抗震
抗震工程学
是将地球物理学、地质学、地震学、工程力学(材料力 学、结构静力学、结构动力学)、结构工程学(钢筋混凝土 结构学、钢结构学、地基与基础)、施工技术等多方面理论 予以综合,针对建造的建筑物在地震作用下必须安全这一目 的而产生一门科学体系。
民宅横向移动10m,垂直落差6m
里德的弹性回跳说认为:①地壳由弹性的、有断层
的岩层组成;②地壳运动产生的能量以弹性应变能
的形式在断层及其附近岩层中长期积累;③当弹性
应变能积累及其岩层发生变形达到一定程度时,断 层两侧岩体向相反方向突然滑动,地震因之产生, 此时,断层上长期积累的弹性应变能突然释放。
P波开始
1.1.4 地震强度
一、 地震震级 1.定义
反映一次地震本身大小的等级,用M表示
M log A
式中A表示标准地震仪距震中100km纪录的最大水平地 动位移,单位为微米。 2.震级与能量的关系
log E 11.8 1.5M
能量E的单位:尔格(1尔格= 10 7 J ) 能量越大,震级就越大;震级相差一级,能量相差约32倍; 相差二级,能量相差1000倍。 一个6级地震相当于一个两万吨级的原子弹。
1.1.2 地震类型和成因
(1)地震按其成因分类:
火山地震:由于火山爆发而引起的地面振动。 陷落地震:由于地表或地下岩层突然发生大规模陷落
和崩塌所引起小范围的地面振动。
构造地震: 由于地壳构造运动造成地下岩层断裂错动引 起的地面振动。发生频繁,占90%以上,破
坏性大,影响面广。
诱发地震:由于建造水库、深井注水等原因引发的 地震。
近年来全球发生M≥7级地震次数的统计 1998年 17次 2000年 21次 2002年 16次 2004年 19次 1999年 22次 2001年 23次 2003年 21次 2005年 16次
Fra Baidu bibliotek
2006年 15次
2008年 19次
2007年 22次
2009年 20次
1900---2004年期间
不同自然灾害造成人员死亡统计表
区别:地震烈度 与 震级 *一次地震,表示地震大小的震级只有一个 *由于同一次地震对不同地点的影响不一样, 随着距离震中的远近会出现多种不同的烈度
烈 度 1 2 3 4
人的感觉
无感 室内个别静止中的人感 觉 室内少数静止中的人感 觉 室内多数人感觉。室外 少数人感觉。少数人梦 中惊醒 室内普遍感觉。室外多 数人感觉。多数人梦中 惊醒 惊惶失措,仓皇逃出
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